浆料造纸钛白粉的制备方法与流程

文档序号:12348739阅读:1425来源:国知局

本发明属于钛白粉的造纸应用领域,具体涉及一种浆料造纸钛白粉的制备方法。



背景技术:

钛白粉是一种重要的白色颜料,全球钛白粉产量的10-15%用于造纸行业,在造纸行业中,钛白粉是最贵的颜料,同时也是不可缺少的原料之一。最近几年的统计表明,钛白粉在造纸行业中的消耗占到钛白粉总产量的第三位。在造纸行业中,占比最大的是纸浆纤维,占比第二的就是颜填料。颜填料主要为无机盐钛白粉、滑石粉、碳酸钙、高岭土等。钛白粉在造纸业中主要起到提供良好的颜料性能白度、不透明度、着色力等,同时钛白粉还是遮盖力最强的白色颜料。加入钛白粉后能够使纸张的单位质量减轻15-30%,而使用效果高出其他填料的10倍以上,并且使制造出的纸张薄而轻,平滑度和弹性大大加强,减少吸湿性和提高印刷性能。尤其是随着人们生活水平的提高,装饰纸、地板纸、标签纸等发展迅猛,这些纸张需要钛白粉的量高达30-40%。钛白粉在造纸中要求具有良好的分散性、留住性以及在纸张中分布均匀。

现在钛白粉在造纸中使用都是将钛白粉干粉、填料碳酸钙、滑石粉和高岭土等干粉加入到打浆槽中打浆后,进入造纸纤维。但是由于不同粉体的颗粒大小不一致、表面电性不一样等差异,造成在打浆分散的过程中,分散效果不好,颜填料的损失巨大,给造纸企业的生产成本造成浪费。再一个弊端就是粉体在制备的过程中,粉尘等的损失和污染无法避免。如何克服上述弊端,采用一种浆料,直接进入造纸企业,既减少因为现场粉体的分散造成的损失,又利于造纸企业应用,成为研究的课题。



技术实现要素:

根据以上现有技术中的不足,本发明的目的是提供一种浆料造纸钛白粉的制备方法,制得的产品为浆料形式,无粉尘损失和污染,颜填料损失小,制备过程中无废水和其他废物排放,节能环保,有利于造纸行业和钛白粉行业的节能降耗和降低生产成本。

本发明所述的浆料造纸钛白粉的制备方法,包括如下步骤:

(1)将钛白粉与填料加入到双螺旋搅拌滚筒中混匀,按照每罐浓度200-300g/L投入到加入去离子水的润湿罐中,用分散剂和氨水调节pH至8-9,搅拌均匀后,测定pH,如果不在8-9,采用氨水或稀醋酸进行微调,调节pH至8-9,得浆料;

(2)将浆料加入到砂磨机砂磨后进入沉降罐,沉降后,将上部悬浮液进行板框压滤,下部沉降的粗颗粒返回砂磨机进一步砂磨;压滤获得的滤饼进入打浆罐,加入调节剂调整物料浓度为600-800g/L,搅拌均匀,得浆料造纸钛白粉,进入成品储罐,成品储罐要求始终开启搅拌。

所述的钛白粉为金红石型钛白粉。所述的金红石型钛白粉为金红石型钛白粉粗品(未进行包膜处理,金红石含量大于98.0%以上)或者经过硅铝包膜处理的金红石型钛白粉,优选经过硅铝包膜处理的金红石型钛白粉。

所述的填料为高岭土、滑石粉或碳酸钙中的两种或三种的混合物。

当填料为高岭土和滑石粉时,高岭土与滑石粉的质量比为1:1、1:0.5或1:1.5。

当填料为高岭土和碳酸钙时,高岭土与碳酸钙的质量比为1:1、1:0.5或1:1.5。

当填料为碳酸钙和滑石粉时,碳酸钙与滑石粉的质量比为1:1、1:0.5或1:1.5。

当填料为滑石粉、高岭土和碳酸钙三者的混合物时,滑石粉、高岭土与碳酸钙的质量比为1:1:1、1:1:2或1:2:2。

所述的钛白粉与填料的质量比为1:1、1:2或1:3。

所述的调节剂为去离子水、杀菌剂和分散剂。

所述的调节剂由如下质量百分数的原料混合而成:去离子水90-95%,杀菌剂2-5%,分散剂3-5%。

所述的杀菌剂为六氯二甲基砜或异噻唑啉酮。

所述的分散剂为乙二醇、聚乙二醇、聚丙烯酸钠或六偏磷酸钠。步骤(1)中采用的分散剂与调节剂配方中的分散剂均为乙二醇、聚乙二醇、聚丙烯酸钠或六偏磷酸钠,所述的分散剂为聚丙烯酸钠。

所述的浆料造纸钛白粉的质量要求为:

密度:1.8-2.5kg/L;

固体含量:60.0-70.0%;

325目筛余物:不大于0.02%;

pH:8.0-9.0;

粘度:500-1000cP;

氯含量:不高于0.1ppm;

还原性物质:以二氧化硫计,不高于3ppm。

所述的制备方法采用的设备要求全部采用不锈钢设备。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

(1)本发明制备得到的为浆料型产品,使用过程中无粉尘损失和污染,颜填料损失小。

(2)本发明所述制备方法,制备过程中无废水和其他废物排放,节能环保,有利于造纸行业和钛白粉行业的节能降耗和降低生产成本,符合世界目前通用的碳足迹减排和绿色环保发展。

附图说明

图1是本发明浆料造纸钛白粉的制备方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

(1)金红石型钛白粉粗品500g、填料1000g加入到双螺旋搅拌滚筒进行充分混合30min后,投入到加入7.5L去离子水的润湿罐中,开启搅拌(搅拌转速要求20转/min),边搅拌边用聚丙烯酸钠分散剂和氨水调节pH至8.5,搅拌30min后,测定pH值为8.6,得浆料;

(2)将浆料加入到砂磨机砂磨后进入沉降罐,沉降1小时后,将上部悬浮液进行板框压滤,下部沉降的粗颗粒返回砂磨机进一步砂磨,压滤获得的滤饼进入打浆罐,加入2.5L调节剂,调整物料浓度为600g/L,搅拌30min(搅拌转速要求30转/min),得浆料造纸钛白粉,然后进入成品储罐,成品储罐要求始终开启搅拌(搅拌转速要求20转/min)。

所述的填料为滑石粉、高岭土和碳酸钙的混合物,滑石粉、高岭土与碳酸钙的质量比为1:2:2。

所述的调节剂由如下质量百分数的原料混合而成:去离子水90%,杀菌剂5%,分散剂5%。

其中,杀菌剂为六氯二甲基砜;分散剂为聚丙烯酸钠。

实施例2:

(1)将硅铝包膜处理的金红石型钛白粉500g、填料1000g加入到双螺旋搅拌滚筒进行充分混合40min后,投入到加入5.5L去离子水的润湿罐中,开启搅拌(搅拌转速要求30转/min),边搅拌边用乙二醇分散剂和氨水调节pH至8.6,搅拌30min后,测定pH值为8.3,得浆料;

(2)将浆料加入到砂磨机砂磨后进入沉降罐,沉降1.5小时后,将上部悬浮液进行板框压滤,下部沉降的粗颗粒返回砂磨机进一步砂磨,压滤获得的滤饼进入打浆罐,加入2.0L调节剂,调整物料浓度为750g/L,搅拌30min(搅拌转速要求40转/min),得浆料造纸钛白粉,然后进入成品储罐,成品储罐要求始终开启搅拌(搅拌转速要求30转/min)。

所述的填料为高岭土和碳酸钙的混合物,高岭土与碳酸钙的质量比为1:0.5;

所述的调节剂由如下质量百分数的原料混合而成:去离子水95%,杀菌剂2%,分散剂3%。

其中,杀菌剂为异噻唑啉酮;分散剂为乙二醇。

实施例3

(1)将硅铝包膜处理的金红石型钛白粉500g、填料1000g加入到双螺旋搅拌滚筒进行充分混合30min后,投入到加入5.0L去离子水的润湿罐中,开启搅拌(搅拌转速要求60转/min),边搅拌边用聚乙二醇分散剂和氨水调节PH至9,搅拌30min后,测定pH值为8.7,得浆料;

(2)将浆料加入到砂磨机砂磨后进入沉降罐,沉降2小时后,将上部悬浮液进行板框压滤,下部沉降的粗颗粒返回砂磨机进一步砂磨,压滤获得的滤饼进入打浆罐,加入2.0L调节剂,调整物料浓度为750g/L,搅拌30min(搅拌转速要求60转/min),得浆料造纸钛白粉,然后进入成品储罐,成品储罐要求始终开启搅拌(搅拌转速要求20转/min)。

所述的填料为高岭土和滑石粉的混合物,高岭土与滑石粉的质量比为1:1。

所述的调节剂由如下质量百分数的原料混合而成:去离子水93%,杀菌剂3%,分散剂4%。

其中,杀菌剂为六氯二甲基砜;分散剂为聚乙二醇。

实施例4

(1)将硅铝包膜处理的金红石型钛白粉500g、填料500g加入到双螺旋搅拌滚筒进行充分混合40min后,投入到加入4.5L去离子水的润湿罐中,开启搅拌(搅拌转速要求30转/min),边搅拌边用聚丙烯酸钠分散剂和氨水调节pH至8.6,搅拌30min后,测定pH值为7.8,在搅拌状态下,缓慢滴加氨水,一边滴加,一边测定pH,使pH大于8.0,停止滴加氨水,继续搅拌10min,测定pH为8.1,得浆料;

(2)将浆料加入到砂磨机砂磨后进入沉降罐,沉降1.5小时后,将上部悬浮液进行板框压滤,下部沉降的粗颗粒返回砂磨机进一步砂磨,压滤获得的滤饼进入打浆罐,加入2.0L调节剂,调整物料浓度为750g/L,搅拌30min(搅拌转速要求40转/min),得浆料造纸钛白粉,然后进入成品储罐,成品储罐要求始终开启搅拌(搅拌转速要求30转/min)。

所述的填料为高岭土和碳酸钙的混合物,高岭土与碳酸钙的质量比为1:1.5;

所述的调节剂由如下质量百分数的原料混合而成:去离子水92%,杀菌剂3%,分散剂5%。

其中,杀菌剂为异噻唑啉酮;分散剂为乙二醇。

实施例5

(1)将硅铝包膜处理的金红石型钛白粉500g、填料1500g加入到双螺旋搅拌滚筒进行充分混合30min后,投入到加入7.0L去离子水的润湿罐中,开启搅拌(搅拌转速要求60转/min),边搅拌边用六偏磷酸钠分散剂和氨水调节PH至9,搅拌30min后,测定pH值为9.3,在搅拌状态下,缓慢滴加稀醋酸,一边滴加,一边测定pH,使pH小于9.0,停止滴加稀醋酸,继续搅拌10min,测定pH为8.8,得浆料;

(2)将浆料加入到砂磨机砂磨后进入沉降罐,沉降2小时后,将上部悬浮液进行板框压滤,下部沉降的粗颗粒返回砂磨机进一步砂磨,压滤获得的滤饼进入打浆罐,加入2.0L调节剂,调整物料浓度为750g/L,搅拌30min(搅拌转速要求60转/min),得浆料造纸钛白粉,然后进入成品储罐,成品储罐要求始终开启搅拌(搅拌转速要求20转/min)。

所述的填料为高岭土和滑石粉的混合物,高岭土与滑石粉的质量比为1:1。

所述的调节剂由如下质量百分数的原料混合而成:去离子水94%,杀菌剂2%,分散剂4%。

其中,杀菌剂为六氯二甲基砜;分散剂为六偏磷酸钠。

分别对实施例1-5制备得到的浆料造纸钛白粉进行质量检测,检测结果见表1。

表1检测结果

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